個人で試せる! ご購入はこちら キ 画中 ット 生体センシング実験室 企 ダウンロード・データあります 生体センシング実験室 バ イ タ 第3回 ル 心電図を取得する 上田 智章 Bluetooth モジュール アンプ＆フィルタ回路 各センサを接続するため の9ピンDサブ・コネクタ 心電図計測に用いる ハードウェア 電極 パッド CPLD MAX II 写真 1 今回やること…第 2 回（2016 年 1 月号）で紹介した回路を 使って自分の心電図を計測する 人間から抽出できる脳波，筋電，心電などの生体信号のレベルは，だい たい数μV 〜数 mV．この信号を 500 に増幅してくれるアナログ回路， 16 ビット分解能の A-D コンバータ回路，変換後のデータをパソコンへ送 信する Bluetooth モジュールで構成される．第 2 回で回路図を示した 静電容量型 センサ 加速度 センサ 赤外線 LED アンプ＆ フィルタ 回路 A-D変換の値を パソコンへ 写真 1，図 1 に示す生体計測学習キットボードを 使って，心電図を計測します．図 2 に示すような位置 にゲル電極を貼り付け，生体計測学習キットボードに 接続して測定を行います．手足の体動の影響を受けに くいように電極を手，腕，足に貼り付けるのは避け て，胴体部分に貼り付けています． 計 測 に は Microsoft Office 2013 の Excel VBA で 記 述したプログラムを使います．サンプル・プログラム は筆者のウェブ・サイト（http://www.neo-tech- lab.co.uk/VitalMonitor）からダウンロードで きます．サンプリング速度を選択して，計測時間を秒 単位に入力して，［計測開始］ボタンをクリックする マイナス 基準 電位 プラス 2016 年 2 月号 UART A-D 変換 アンプ＆ フィルタ回路 シリ アル 通信 CPLD MAX II アンプ＆ フィルタ回路 9V 9Vから5V, 3.3V, 1.65V を作る 9V乾電池 006P アンプ＆ フィルタ回路 フォトディテクタ ● 今回やること Bluetooth モジュール A-D 変換用 アナログ 回路 生体計測学習キットボード 図 1 第 2 回で紹介したバイタル・センシング実験用回路（生体計 測学習キットボード）を使って自分の心電図を計測する だけの簡単な構成のプログラムです．計測が終了する とビープ音が発生し，Excel シート上に 6 チャネル分 のデータが読み込まれます．B 列がサンプル番号，C 列が時刻（単位：秒） ，D 列が心電図（バイナリ）です． 図 3 は，取り込んだ心電図の生データを Excel 上で， 挿入→グラフ→散布図→散布図（平滑線）の流れでグ ラフ表示したものです．このように，商用電源からの 交流ノイズが重畳した心電図しか計測できません．そ こでソフトウェアで DC オフセットと商用電源交流ノ イズを推定して除去を行い［図 4（a） ］ ，さらに移動平 均を施し，図 4（b）に示すように医療用心電計のよう な鮮明な心電図を取得しています． 心電信号に乗ってくるノイズ成分 図 2 心電図計測のために 貼る電極の位置（Ⅱ誘 導） ● その 1：DC オフセット ▶ 要因 1：電極で発生する電圧オフセット 生体計測学習キットボード上の心電計の関連回路 は，4.5 個分の OP アンプ IC を使って，図 5 のような構 生体計測学習キットボードの読者プレゼントを用意しています． 読者プレゼントのコーナまで（p.187） ． 123
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